(57)【要約】【課題】回転軸に対して切削工具を位置決めする構造を不要とし、なおかつ、切削工具を交換した際のティーチングデータの修正を不要としながらも、加工精度の低下を抑制することができるロボットシステムを提供する。【解決手段】多軸のアームの軸端が回転軸に構成され、或いは、当該軸端に回転軸が付加され、当該回転軸にワークを加工するカッター刃ユニット１４を着脱自在に支持し、予めティーチングされたティーチングデータにしたがって前記カッター刃ユニット１４の姿勢制御を行うロボット５と、前記カッター刃ユニット１４の切れ刃２５の前記回転軸周りの位置と、前記ティーチングデータにおける前記回転軸周りの基準位置θｓとのずれ量Δ下を検出する検出ユニット２１と、を備え、前記ずれ量Δθに基づいて、前記回転軸周りに前記カッター刃ユニット１４の切れ刃２５の位置を補正するバリ取りシステム１を構成した。【選択図】図７
2010079471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多軸のアームの軸端が回転軸に構成され、或いは、当該軸端に回転軸が付加され、当該回転軸にワークを加工する切削工具を着脱自在に支持し、予めティーチングされたティーチングデータにしたがって前記切削工具の姿勢制御を行うロボットと、
前記切削工具の切れ刃の前記回転軸周りの位置と、前記ティーチングデータにおける前記回転軸周りの基準位置とのずれ量を検出する検出手段と、を備え、
前記ずれ量に基づいて、前記回転軸周りに前記切削工具の切れ刃の位置を補正することを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記ずれ量を無くすように前記回転軸周りに前記切削工具を回転させ、前記切れ刃の位置を前記基準位置に合わせて補正する
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記検出手段は、前記ずれ量を非接触に検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記切削工具と、当該切削工具を保持し前記回転軸に着脱自在に取り付けられる取付部材とを固着して一体に連結するとともに、前記取付部材に前記回転軸と同軸にねじ部を設けて前記回転軸にねじ込み固定したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸のアームの軸端に支持した切削工具を交換した際に生じる切削工具の位置ずれによる不具合を解消する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
多軸のアームの軸端に切削工具を支持したロボットを有するロボットシステムとして、例えば、アームの軸端を回転軸に構成し、或いは、この軸端に回転軸を付加し、この回転軸にカッター刃を支持し、金型成型されたワーク（被加工物）のパーテーションライン（金型の接合部）に沿わせてカッター刃を移動させ、このパーテーションラインに生じたバリをカッター刃で切除するバリ取りシステムが知られている。
また、この種のバリ取りシステムには、切削工具の姿勢を制御する制御装置を備え、バリ取り時にカッター刃が移動する経路を制御装置に予め記憶させること（いわゆる、ティーチング）が可能に構成されたものも知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００８−３０２５１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４８４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、カッター刃は、加工時間とともに摩耗や刃こぼれが発生するため上記回転軸から取り外して交換可能に構成されるが、カッター刃を交換した場合、カッター刃の切れ刃の位置がティーチング時の位置からずれてしまい、加工精度が低下したり、ティーチングデータを修正する必要が生じたりする、という問題がある。
そこで、通常、上記回転軸に、カッター刃が取付けられる取付部材を固定的に設け、この取付部材にカッター刃の切れ刃の位置を規定の位置に位置決めする例えば係合溝などの位置決構造を設ける構成としている。
しかしながら、この構成では、取付部材の位置決め構造に適合するカッター刃だけしか取り付けることができず、また、カッター刃の脱着には位置決め構造にクリアランス（隙間）が必要なため厳密には規定の位置に位置決めできない、という問題がある。
【０００４】
また、取付部材を交換するなどして回転軸との位置が相対的にずれた場合には、カッター刃の切れ刃の位置が取付部材に対して位置決めされたとしても、回転軸に対してはずれが生じているから、結局のところ、ティーチングデータを修正する必要が生じる、という問題もある。このとき、取付部材と回転軸の相対的な位置ずれを校正した上でカッター刃を装着すれば問題よいのだが、このためには、取付部材の位置決め構造にカッター刃を模したダミーのゲージを係合させ、当該ゲージの例えば平らな面の回転軸まわりの角度を調整することで校正を行うことになる。そして、この校正を高精度（概ね±０．５度以下）で一致させるには、ゲージの脱着と測定を繰り返しながら行う必要があり、労力と手間を要する作業であった。
以上説明した各種の問題は、バリ取りシステムに限った問題ではなく、アームの軸端である回転軸、或いは、軸端に付加された回転軸に切削工具を支持し、当該切削工具の回転軸周りの回転角度を制御しながら加工を行う産業用のロボットシステムに共通して生じる問題である。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、回転軸に対して切削工具を位置決めする構造を不要とし、なおかつ、切削工具を交換した際のティーチングデータの修正を不要としながらも、加工精度の低下を抑制することができるロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、多軸のアームの軸端が回転軸に構成され、或いは、当該軸端に回転軸が付加され、当該回転軸にワークを加工する切削工具を着脱自在に支持し、予めティーチングされたティーチングデータにしたがって前記切削工具の姿勢制御を行うロボットと、前記切削工具の切れ刃の前記回転軸周りの位置と、前記ティーチングデータにおける前記回転軸周りの基準位置とのずれ量を検出する検出手段と、を備え、前記ずれ量に基づいて、前記回転軸周りに前記切削工具の切れ刃の位置を補正することを特徴とするロボットシステムを提供する。
【０００７】
また本発明は、上記のロボットシステムにおいて、前記ずれ量を無くすように前記回転軸周りに前記切削工具を回転させ、前記切れ刃の位置を前記基準位置に合わせて補正することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上記のロボットシステムにおいて、前記検出手段は、前記ずれ量を非接触に検出することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記のロボットシステムにおいて、前記切削工具と、当該切削工具を保持し前記回転軸に着脱自在に取り付けられる取付部材とを固着して一体に連結するとともに、前記取付部材に前記回転軸と同軸にねじ部を設けて前記回転軸にねじ込み固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、切削工具が回転一体に取付けられる回転軸周りの切れ刃の位置と、ティーチングデータにおける回転軸周りの基準位置とのずれ量を検出し、このずれ量に基づいて、回転軸周りに切削工具の切れ刃の位置を補正する構成としたため、回転軸に対して切削工具を位置決めする構造が不要となり、なおかつ、切削工具を交換した際のティーチングデータの修正も不要となる。また、切れ刃の位置の補正が行われるため加工精度の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。この実施形態では、本発明が適用されたロボットシステムの一態様としてバリ取りシステムを例示するが、本発明は、これに限定されるものではない。
図１は、本実施形態に係るバリ取りシステム１の構成を示す図である。
バリ取りシステム１は、床材３の上に、治具ベース７と、メンテナンスベース９と、ロボット５とを固定的に配置し、このロボット５を制御する制御盤１０を備え、このロボット５の軸端（端部）に、切削装置１２を保持する保持機構１１を装着して構成されている。切削装置１２は、切削工具の一例としてのカッター刃ユニット１４を備えている。
【００１２】
床材３は、バリ取りシステム１の設置面を構成するものであり、裏面にキャスター１３が設けられて容易に移動可能に構成されるとともに、高さ調整機能付きの脚材１５が設けられて高い水平度を達成可能に構成されている。
治具ベース７は、ワーク（被加工物）３７（図４）を固定するものであり、台座１９の上面に、ワーク３７を保持する治具１７を固定して構成されている。この治具１７及び台座１９はワーク３７に応じて専用のものをフレキシブルに取り付けて固定可能に構成されている。
メンテナンスベース９は、切削装置１２が備えるカッター刃ユニット１４の取付状態を検出するための検出ユニット２１を台座２３に載置して構成されている。カッター刃ユニット１４の交換時には、ワーク３７に対するバリ取り加工に先立って、検出ユニット２１によりカッター刃ユニット１４の取付状態の検出が行われるが、この詳細については後述する。
【００１３】
ロボット５は、いわゆる６軸垂直多関節のアーム型ロボットとして構成されており、そのアームは６軸Ｊ１〜Ｊ６方向に移動可能とされている。６軸のアームの軸端に相当する軸Ｊ６は、保持機構１１を回転する回転軸として構成されている。
制御盤１０は、ロボット５の各関節を制御して保持機構１１（切削装置１２）の姿勢制御を行うコントローラ１０Ａを備える。このコントローラ１０Ａは、治具ベース７に保持されたワーク３７の位置データ等をティーチングする機能を備え、ティーチングデータにしたがって、カッター刃ユニット１４の切れ刃２５（図３）をバリ４１（図４）が存在するワーク３７の表面に沿って移動する制御を行う。
【００１４】
図２は、ロボット５の軸端たる軸Ｊ６周辺の構成を拡大して示す図である。
ロボット５の軸端たる軸Ｊ６の軸端部２７には、切削装置１２を保持する保持機構１１が軸Ｊ６周りに回転一体に取り付けられている。
切削装置１２は、カッター刃ユニット１４と、このカッター刃ユニット１４を超音波振動させる超音波振動装置２９とを備えている。
超音波振動装置２９は、円柱状の筐体を備え、この筐体を、上記保持機構１１が備える半環状の１対の保持片１１Ａ、１１Ｂにより挟み込み、これら保持片１１Ａ、１１Ｂをボルトで連結することで、超音波振動装置２９が保持機構１１に回転一体に保持される。超音波振動装置２９の筐体には超音波振動子を内蔵して構成され、この下面２９Ａの出力軸（振動軸）にはカッター刃ユニット１４が固定されている。
【００１５】
図３は、超音波振動装置２９に取り付けられたカッター刃ユニット１４を拡大して示す図である。
カッター刃ユニット１４は、カッター刃３３及びホーン（取付部材）３５を備えている。カッター刃３３は、切削工具の刃部を構成するものであり、本実施形態ではカッター刃３３として平形の片刃の切削刃を用いている。ホーン３５は、カッター刃３３を保持して上記超音波振動装置２９に取り付ける部材であるとともに、当該超音波振動装置２９の超音波振動をカッター刃３３に伝達する部材である。このホーン３５は、上側の端部を超音波振動装置２９の下面２９Ａにねじ込んで固定するねじ込み式の取付部材としても構成されており、このホーン３５の下側には上記カッター刃３３が例えばロウ付などにより固着して一体に設けられている。
カッター刃３３は、超音波振動装置２９の超音波振動に伴って、軸Ｊ６の回転軸と略同軸方向である振動方向Ａに超音波振動し、また、ロボット５の駆動により振動方向Ａと略直交する方向である送り方向Ｂに移動される。カッター刃３３には、送り方向Ｂを臨む箇所に切れ刃２５が形成されている。
【００１６】
図４は、カッター刃ユニット１４によるバリ取りの態様を示す図である。
この図に示すように、バリ取り時には、ワーク３７のパーテーションライン３９に形成されたバリ４１の基部（根元）に、カッター刃３３の切れ刃２５があてがわれるようにロボット５によって移動される。そして、例えば振幅３０〜５０μｍ程度でカッター刃３３を振動方向Ａに振動させながら、ワーク３７のパーテーションライン３９に形成されたバリ４１の根元に沿ってカッター刃３３を送って当該バリ４１を切除する。
このとき、ワーク３７の被加工面をカッター刃３３が倣うように、当該カッター刃３３を軸Ｊ６周りに回転させながらバリ取りを行うことで、曲面に形成されたバリ４１を取ることができるようになっている。
【００１７】
ワーク３７となり得る成型品としては、例えば介護用ベッド部品、コピー機部品、ツールボックス、保温樹脂ボックス、自動車用エアスポイラー、自動車用バイザー、自動車用センターピラー、自動車用内装シートなどが挙げられる。
また、ワーク３７としては金属製や樹脂製など多種多様な材質の成型品がバリ取りの対象となり、これらの中には硬質な材質もある。硬質な成型品のバリ取りに際しては、カッター刃３３を送る力が弱いとバリ４１によってカッター刃３３の送りが阻害されるため、ロボット５によるカッター刃３３の送り制御が不安定になることがある。
【００１８】
そこでロボット５の出力を高めカッター刃３３を送る力を強めると、カッター刃３３と当該カッター刃３３のホーン３５の間に加わるストレスが強まるため、これらの連結力が弱いとロボット５の高出力化に耐えきれずに破損が生じる虞がある。
また、カッター刃ユニット１４の振動周波数を高めたり移動速度を速めたりして、バリ取り加工の高速化を図る場合も、同様に、カッター刃３３とホーン３５の間に加わる過度のストレスにより破損が生じる虞がある。
特に、従来のバリ取りシステムにおいては、カッター刃３３をホーン３５にボルトで留めて固定する構造とし、カッター刃３３をホーン３５から取り外して交換自在に構成しているため、これらカッター刃３３とホーン３５の間の強度が弱く高出力化及び高速化に耐え得るものではなかった。
【００１９】
これに対して、本実施形態では、上述の通り、カッター刃３３をホーン３５にロウ付などにより一体に固定する構造としているため、これらカッター刃３３とホーン３５の結合力が強固なものとなり耐久性が向上する。
また、ホーン３５と超音波振動装置２９の間には、カッター刃３３及びホーン３５の間よりも大きなストレスが加わることとなり、ホーン３５を超音波振動装置２９に、例えばボルトやねじなどの別部材により締結した程度では、高出力化及び高速化には耐えることができない。
そこで、本実施形態では、超音波振動装置２９にホーン３５を、送り方向Ｂと略垂直な方向（軸Ｊ６方向）にねじ込んで固定する、ねじ込み式の構造としている。このねじ込み式の構造においては、ホーン３５の上端にねじ部３６が一体に設けられ、このねじ部３６により螺合構造が構成される。このねじ部３６による締結強度は、当該ねじ部３６の径に依存するが、本実施形態では、ねじ部３６の径を円柱状に構成したホーン３５と略同一径にまで広げることで螺合による締結強度を最大に高めており、これにより、ボルトやねじ等の別部材により締結する構造に比べて高い強度を実現している。
そして以上のようなカッター刃ユニット１４の構造により、カッター刃３３とホーン３５の間、及び、ホーン３５と超音波振動装置２９の間の強度が十分に高まり、高出力化及び高速化に耐え得る切削装置１２が得られる。
【００２０】
この切削装置１２においては、カッター刃３３がホーン３５に一体に固定されているため、カッター刃３３を交換する際には、ホーン３５を含めてカッター刃ユニット１４ごとの交換となる。したがって、カッター刃ユニット１４を超音波振動装置２９に取り付け固定するときには、ホーン３５をねじ込んで固定することになるが、ねじ込み式であるために、交換後にカッター刃３３の切れ刃２５が軸Ｊ６周りのどこに位置するかが不特定になる。
【００２１】
上述の通り、ロボット５は、切削装置１２の姿勢制御手段を備え、治具ベース７に保持されたワークの位置データ等をティーチング可能に構成されているため、カッター刃ユニット１４の交換時の切れ刃２５の位置が不特定となると、交換時の切れ刃２５の位置と軸Ｊ６周りの基準位置（ティーチング時のゼロ点位置）にずれが生じることとなり、加工精度や加工品質を維持するためには、再度ティーチングを行ったりする必要が生じる。
ホーン３５と超音波振動装置２９の間の結合構造に改良を加え、カッター刃ユニット１４の交換時に切れ刃２５が基準位置に位置決めするような結合構造が実現できれば良いのだが、ねじやボルト等の締結では強度が維持できないため、これらねじやボルトを用いずに強度及び位置決め性を得られる結合構造を実現するのは容易ではないし、結合構造が複雑化する。
【００２２】
そこで本実施形態においては、バリ取りシステム１は、カッター刃ユニット１４が交換された場合、バリ取り工程に先立って、カッター刃ユニット１４の交換時のずれを補正する補正モードを実行するように構成とされている。
この補正モードにおいては、カッター刃ユニット１４の切れ刃２５の位置と、軸Ｊ６周りの基準位置の間のずれ量が検出され、このずれ量を無くすように、軸Ｊ６周りにカッター刃ユニット１４を回転させる補正が行われる。
【００２３】
図５は、メンテナンスベース９の検出ユニット２１を拡大して示す図である。
検出ユニット２１は、カッター刃ユニット１４の交換時の取付状態として、切れ刃２５の位置と軸Ｊ６周りの基準位置の間のずれ量を検出するためのものであり、発光装置５１と、受光装置５３とを備えている。これら発光装置５１及び受光装置５３は、互いに対向配置され発光装置５１の照射光が受光装置５３に受光される。
補正モードにおいては、発光装置５１から受光装置５３を結ぶ光軸Ｃ内に、カッター刃ユニット１４のカッター刃３３が配置され、軸Ｊ６が３６０度（１回転）に亘り回転される。カッター刃３３には平形のものが用いられているため、軸Ｊ６が１回転されると、受光装置５３におけるカッター刃３３の投影面積（遮蔽面積）が変化し、例えば図６に示すように、検出ユニット２１の光軸Ｃの方向に対してカッター刃３３の面が平行になった状態Ｂ及び状態Ｄのときに投影面積が最小になる（図中Ｐ１、Ｐ２）。
【００２４】
そして、ティーチングを行うに際し、検出ユニット２１にカッター刃３３を配置したときに受光装置５３への投影面積が最小になる位置を切れ刃２５の基準位置θｓとしておくことで、補正モードにおいては、投影面積が最小になるまで回転させた軸Ｊ６の回転角度がずれ量Δθとして検出可能になる。
受光装置５３における投影面積の変化は受光量変化として検出され、かかる受光量変化が制御盤１０のコントローラ１０Ａに出力され、当該コントローラ１０Ａにより、カッター刃ユニット１４の切れ刃２５のずれ量Δθが検出される。
【００２５】
ここで、カッター刃３３が両刃の場合には、いずれかの切れ刃が送り方向Ｂに臨めば良いため、カッター刃３３を軸Ｊ６周りに１８０度（半回転）に亘り回転させ、投影面積が最小となる位置Ｐ１、Ｐ２のいずれかを検出すれば、ずれ量Δθが検出できる。
これに対して、カッター刃３３が片刃の場合には、切れ刃２５が送り方向Ｂを臨むように確実に配置される必要があるため、図６に示すように、切れ刃２５が図中手前側に向いた状態Ｂと、これとは逆に図中奥側を向いた状態Ｄのそれぞれを区別して検出する必要がある。そこで、本実施形態では、次にようにして、これを区別可能としている。
【００２６】
すなわち、カッター刃３３を１回転させた場合、図６に示すように、カッター刃３３の面が光軸Ｃに対して略垂直を向いた状態Ａ及び状態Ｂのときに投影面積が最大となる。このこのとき、発光装置５１及び受光装置５３の間の光照射範囲５４を、軸Ｊ６からオフセットさせることで、状態Ａ及び状態Ｃのいずれかの状態での投影面積を低め、これにより、状態Ａ及び状態Ｃが区別できる。そして、上記点Ｐ１、Ｐ２は、投影面積を低めた方の状態（本実施形態では状態Ｃ）の位置Ｑを基準にして、カッター刃３３の回転方向によりも両者が区別可能となり、片刃に対するずれ量Δθの検出が可能になる。
【００２７】
また検出ユニット２１は、図５に示すように、メンテナンスベース９の上に配置されたタッチセンサ５５を備えている。タッチセンサ５５は、カッター刃３３の長さを検出するためのものであり、基準の状態においては、ロボット５の軸端たる軸Ｊ６をタッチセンサ５５から所定距離離間した位置（以下、高さ基準位置と言う）に配置したときにカッター刃３３の刃先がタッチセンサ５５に接触するように調整されている。
すなわち、ロボット５を同様に駆動したときに、カッター刃３３の刃先がタッチセンサ５５に接触しない場合には、カッター刃３３の刃先の突出量が基準よりも短いことを示し、また、所定距離離間する前にカッター刃３３の刃先がタッチセンサ５５に接触した場合には、カッター刃３３の刃先の突出量が基準よりも長いということを示す。かかる検出は、タッチセンサ５５の検出信号に基づいて上記コントローラ１０Ａによって行われる。
【００２８】
図７は、補正モード時の動作を示すフローチャートである。
補正モードにおいては、コントローラ１０Ａは、先ず、カッター刃３３の刃先の突出量を検出するための処理を行う。すなわち、コントローラ１０Ａは、ロボット５の各軸を制御して、メンテナンスベース９にカッター刃ユニット１４を移動させ、カッター刃３３の刃先をタッチセンサ５５の直上に位置させる（ステップＳ１）。次いでコントローラ１０Ａは、カッター刃３３を降下させ（ステップＳ２）、タッチセンサ５５にカッター刃３３の刃先が接触したときに、ロボット５の各軸の座標値を取得する（ステップＳ３）。そして、コントローラ１０Ａは、取得した座標値と、上記高さ基準位置での各軸の座標値との差分を求め、この差分により補正を行う（ステップＳ４）。
【００２９】
この補正は、例えば座標値の差分に基づくティーチングデータの修正により行われる。また、切削装置１２を一旦取り外し、ステップＳ４での差分がゼロになるように切削装置１２の取付位置を上下に調整するなどしても良い。
なお、カッター刃ユニット１４、或いは、切削装置１２自体の交換時に、刃先の突出量が変化しないような構造的な仕組を有する場合には、突出量補正のための上記ステップＳ１〜Ｓ４を省略することができる。
【００３０】
上記刃先の突出量の補正に次いで、コントローラ１０Ａは、ロボット５の各軸を制御して、検出ユニット２１の光軸Ｃ内にカッター刃３３を配置する（ステップＳ５）。そして、コントローラ１０Ａは、軸Ｊ６を回転駆動して、光軸Ｃ内でカッター刃３３を回転させ（ステップＳ６）、受光量が極小になる回転角度をずれ量Δθとして検出する（ステップＳ７）。
この検出時には、コントローラ１０Ａは、カッター刃３３を一方向に回転させて投影面積が増加する（受光量が減少する）か否かを判断する。投影面積が増加する場合には、基準位置θｓから遠ざかっていることを示すため、コントローラ１０Ａは、カッター刃３３を逆方向に回転させ投影面積が順次減少するようにし、投影面積が再び増加に転じる点の回転角度をずれ量Δθとして検出する。
このとき、検出時のカッター刃３３の回転速度を遅くすることで検出精度を向上させることができる。
【００３１】
次いで、コントローラ１０Ａは、上記ずれ量Δθを補正する処理を行う（ステップＳ８）。
詳述すると、多関節のロボット５は、各軸ごとにサーボモーターなどの駆動装置と、エンコーダやレゾルバなどの回転角検出機構が設けられている。一般に多関節のロボットは、組立時の寸法誤差や、回転角検出機構の取付誤差などにより、ロボットアームの物理的な角度における原点の値が異なり、各個に固有の値となるため、各軸ごとに補正値を持ち、その値をもとに各軸の物理的な角度誤差を修正し全軸でのバランス（調整）が予めとられている。
【００３２】
このとき、空間上のある１点を特定するためには、異なる３つの基準軸方向からなる位置情報（直交座標系ではＸ、Ｙ、Ｚの３軸の座標点）が必要であり、また、その点での作用方向を特定するためには、さらに３つの軸方向の回転角からなる方向（角度）情報（直交座標系ではＲｘ、Ｒｙ、Ｒｚ）が必要である。
６軸以上の多関節のロボットでは、前述の６つのパラメタ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ）のうち、カッター刃３３の空間位置の指定は３軸で制御できるため、残り３軸をカッター刃３３の作用方向に使用することができ、空間位置指定と作用方向とを独立して制御可能である。
本実施形態において、ワーク３７に対するカッター刃３３の切れ刃２５の作用方向を制御するためには、その作用方向を制御する軸Ｊ６のみが関連するので、カッター刃ユニット１４の交換によって切れ刃２５の位置にずれが生じた場合には、軸Ｊ６周りの角度のずれを補正するだけでよい。
【００３３】
上述の通り、多関節のロボットにおいては、一般に、ロボットごとに固有の各軸の補正値を予め格納しているため、これらの補正値のうち、軸Ｊ６周りの補正値に、上記ずれ量Δθを加えて新たな補正値とすることで、軸Ｊ６周りの補正を行うことができる（第１補正態様）。
これとは別に、上記ずれ量Δθを無くすように、軸Ｊ６を回転駆動することで、切れ刃２５の位置を基準位置θｓに合致させて校正を行うこともできる（第２補正態様）。
【００３４】
そして、例えばロボット５のベース座標のように固定の座標系でティーチングデータを予め作成し、軸Ｊ６周りのずれ量Δθに対して相対的な関係となるようにすることで、軸Ｊ６周りに上記ずれ量Δθを補正すれば、同一のティーチングデータを用いてカッター刃３３（切削装置１２）の姿勢制御を行うことができる。
これにより、カッター刃ユニット１４の交換後に、既に入力されているティーチングデータを修正する必要がないため、交換後の校正に要する時間と労力を大幅に短縮することができる。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、カッター刃ユニット１４の切れ刃２５の軸Ｊ６周りの位置のずれ量Δθを検出し、このずれ量Δθに基づいて、軸Ｊ６周りに切れ刃２５の位置を補正する構成とした。
この構成により、軸Ｊ６に対して切れ刃２５の位置を位置決めする構造が必要なく、なおかつ、カッター刃ユニット１４を交換した際のティーチングデータの修正も不要となり、交換後の校正に要する時間と労力を大幅に短縮することができる。
【００３６】
また本実施形態によれば、ずれ量Δθを補正するに際し、このずれ量Δθを無くすように軸Ｊ６周りにカッター刃ユニット１４を回転し、切れ刃２５の位置を基準位置θｓに合わせて補正する構成とした。
この構成により、既に設定された補正値等のデータをずれ量Δθで書き換えたりする必要がなく、簡単に、校正を行うことができる。
【００３７】
また本実施形態によれば、発光装置５１及び受光装置５３の間の光軸Ｃ内に、カッター刃３３の刃先を配置し、当該カッター刃３３を軸Ｊ６周りに回転したときの受光装置５３での受光量変化に基づいて上記ずれ量Δθを検出することで、当該ずれ量Δθを非接触で検出する構成とした。
この構成により、検出時にカッター刃３３に余計な力が加わることもなく、簡単にずれ量Δθを検出することができる。
【００３８】
また本実施形態によれば、カッター刃３３と、当該カッター刃３３を保持し軸Ｊ６と回転一体に固定された超音波振動装置２９に着脱自在に取り付けられるホーン３５とを固着して一体に連結するとともに、ホーン３５を軸Ｊ６と同軸方向に超音波振動装置２９にねじ込み固定する構成とした。
この構成により、カッター刃３３とホーン３５の間、及び、ホーン３５と超音波振動装置２９の間の強度が十分に高まり、高出力化及び高速化に耐え得ることができる。また、ホーン３５がねじ込み式であるため、カッター刃ユニット１４の交換が簡単にもなる。
【００３９】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
【００４０】
上述した実施形態では、多軸のアーム型のロボットとして、６軸の多関節のロボットを例示したが、これに限らない。すなわち、図８に示すように、アームの軸端たる軸Ｊ６に、回転軸６０を有する回転駆動装置６１を付加した、いわゆる７軸のロボット１０５を構成し、回転駆動装置６１の回転軸６０に、保持機構１１を回転一体に固定し、当該保持機構１１に切削装置１２を保持する構成としても良い。
【００４１】
上述した実施形態では、互いに対向配置した発光装置５１及び受光装置５３の間に、カッター刃３３の刃先を配置し、当該カッター刃３３を回転させたときの受光量変化に基づいてずれ量Δθを検出する構成とした。
これに限らず、例えば、ロボット５の軸端（軸Ｊ６）を所定位置に配置してカッター刃３３をＣＣＤカメラなどの撮影装置により撮影し、画像認識によりカッター刃３３の輪郭形状を認識し、当該輪郭形状と、切れ刃２５が基準位置θｓに位置するときの撮影画像から得られるカッター刃３３の輪郭形状とが互い一致するように、カッター刃３３を回転することで校正する構成としても良い。
【００４２】
また、カッター刃３３の面の傾きをセンサで検出し、上記ずれ量Δθを検出しても良い。具体的には、図９（Ａ）に示すように、カッター刃３３の面内に、軸Ｊ６を中心として互いに反対方向に同じ距離Ｘ／２だけ隔てた２点Ｒ１、Ｒ２を設定しておき、図９（Ｂ）に示すように、ある基準位置Ｈから各点Ｒ１、Ｒ２までの距離Ｙ１、Ｙ２を距離センサ８１、８２により検出する。距離Ｙ１＝距離Ｙ２となるようにカッター刃３３を回転した状態をティーチング時の基準とすれば、ずれ量Δθは、Ａｒｃｔａｎ[（Ｙ２−Ｙ１）/Ｘ]として求められる。
なお、点Ｒ１、Ｒ２ごとに距離センサ８１、８２を設けるのではなく、図９（Ｃ）に示すように、カッター刃３３を距離Ｘだけ移動させることで１つの距離センサ８１で点Ｒ１、Ｒ２での距離Ｙ１、Ｙ２を検出する構成としても良い。
【００４３】
また、カッター刃３３を検出対象とすることでずれ量Δθを検出する構成に限らない。
すなわち、カッター刃３３と一体となって回転、或いは、移動し、例えば受光装置５３に対する投影面積を変化させる部材が存在する場合には、当該部材の回転量や移動量を検出することで、間接的に、カッター刃３３のずれ量Δθを検出する構成としても良い。
【００４４】
また、図１０に示すように、カッター刃３３の切れ刃２５に対して超音波振動装置２９の相対的な位置関係が一定に保持されている場合には、その外周に、レーザ照射装置７１からの光を反射する光反射面７０を形成し、基準位置θｓで当該光反射面７０での反射光が検出されるように、カッター刃３３を回転することで校正する構成としても良い。なお、ホーン３５の外周に上記光反射面７０を形成しても良いことは勿論である。
【００４５】
また、上述した実施形態では、切削装置１２として、カッター刃ユニット１４を振動方向Ａ方向に振動させる超音波振動装置２９を備える構成を例示したが、これに限らず、超音波振動装置２９を備えずに、例えばカッター刃ユニット１４のホーン３５を、軸端の軸端部２７にねじ込み固定する構成としても良い。
また、上述した実施形態では、カッター刃ユニット１４を超音波振動装置２９に対してねじ込み固定して交換自在に構成としたが、これに限らない。すなわち、カッター刃ユニット１４を超音波振動装置２９に例えば焼き嵌め等により強固に固定して切削装置１２を構成し、カッター刃ユニット１４の交換時には、切削装置１２ごと交換するようにしてもよい。
【００４６】
また、本発明は、ワーク３７のバリ４１を切削するバリ取りシステム１に限らず、切削工具を用いて切断や研削などの加工を行うロボットシステムにも適用することができる。
特に、回転軸に着脱自在に取り付けられる取付部材に切削工具を固着して一体に連結し、当該取付部材を回転軸と同軸方向にねじ込み固定する構成を備えるロボットシステムにおいては、切削工具、取付部材及び回転軸の間には高出力に耐える強度が実現されることから、硬い材料や厚い材料をトリミングするトリミング加工に対し大きな効果を奏する。このトリミング加工に好適な加工対象としては、家庭電化製品の部品や自動車用の内外装部品、宇宙航空機用部品となる硬質な材料が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る産業用のロボットの一態様であるバリ取りシステムの構成を示す斜視図である。
【図２】ロボットの軸端たる軸Ｊ６周辺の構成を拡大して示す図である。
【図３】ユニット取付部に取り付けられたカッター刃ユニットを拡大して示す図である。
【図４】カッター刃ユニットによるバリ取りの態様を示す図である。
【図５】メンテナンスベースの検出ユニットを拡大して示す図である。
【図６】検出ユニットの検出結果たる受光量変化の一例を示す図である。
【図７】補正モードの動作を示すフローチャートである。
【図８】ロボットの他の態様を示す図である。
【図９】ずれ量検出の他の方法を説明するための図である。
【図１０】検出ユニットの他の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…バリ取りシステム、５、１０５…ロボット、１０Ａ…コントローラ、１２…切削装置、１４…カッター刃ユニット（切削工具）、２１…検出ユニット、２５…切れ刃、２９…超音波振動装置、３３…カッター刃、３５…ホーン、３６…ねじ部、３７…ワーク、３９…パーテーションライン、４１…バリ、θｓ…基準位置、Δθ…ずれ量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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